第二次课：能量的转换和储存
能量转换和储存
化学能转换为热能
燃料燃烧是获取热能的最主要方式。 能在空气中燃烧的物质称为可燃物，但不能 把所有的可燃物都称作燃料（如米和沙糖之 类的食品）。 所谓燃料，就是能在空气中容易燃烧并释放 出大量热能的气体、液体或固体物质，是能 在经济上值得利用其发热量的物质的总称。 燃料通常按形态分为固体燃料、液体燃料和 气体燃料。
固体燃料
液体燃料
气体燃料
化学能转换为热能
燃烧反应是一个氧化反应。 燃料中的可燃元素碳、氢、硫和空气中的氧激剧化 合时发出显著的光和热。 通过燃料燃烧将化学能转换为热能的装臵称为燃烧 设备。其中锅炉就是典型的燃烧设备，它是通过化 石燃料的燃烧将燃料的化学能转换为高温烟气的热 能，并用热能加热水使之变为蒸汽。
化学能 化学能 化学能 热能 热能 热能 机械能 机械能
转换机械或系统
炉子、燃烧器 各种热力发动机 电能 热机、发电机，磁流体 发电，EGD发电（压电 效应） 热力发电，热电子发电 燃料电池
氢和酒精 等二次能 源
化学能 化学能
电能 电能
热能
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
机械能 机械能
油的燃烧
油的燃烧方法有内燃和外燃两种方式。 所谓内燃，是在发动机气缸内部极为有限的 空间进行高压燃烧，是一种瞬间的燃烧过程。 所谓外燃，就是不在机器内部燃烧，而在燃 烧室内燃烧，并直接利用燃烧发出的热量， 如锅炉、窑炉内进行的燃烧。 油燃烧的全过程包含着传热过程、物质扩散 过程和化学反应过程。
不同燃料的燃烧特点
煤的燃烧 油的燃烧 气体燃料的燃烧
煤的燃烧
煤的燃烧基本上有两种形式：第一种是煤粉悬浮在 空间燃烧，称为室燃或粉状燃烧；第二种就是煤块 在炉排上燃烧，称为层燃或层状燃烧。
第二次课能量的转换和储存资料
能量贬值原理
一个封闭系统中的任何自发 性变化，都必然朝着能量贬值 （熵增）的方向发展，而最后 的平衡状态，则对应于熵的最 大可能值。
热能与其它形式能量之间的转换也必然遵循能量守恒和转换定 律——热力学第一定律。热力学第一定律指出：热能作为一种 能量，可以与其它形式的能量相互转换，在转换过程中能量总 量保持不变。 能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说
能量转换的主要燃料
能量转换的主要燃料
燃料通常是指能够通过燃烧过程而将化
学能转换为热能的物质。 所有化石燃料及由化石燃料加工而成的 其它含能体； 所有生物燃料以及由生物燃料加工而成 的含能体。
它包括所有的化石燃料(如煤、石油、天然气、油页岩等)， 及由化石燃料加工而成的其它含能体(如煤气、焦炭、汽油、 煤油、柴油、重油、液化石油气、丙烷、甲醇、乙醇等)； 生物燃料(如新柴)以及由生物燃料加工而成的含能体(如沼 气)。
能量的基本性质
能量的基本性质
运
动无 有
序 序
有 序 能 无 序 能
不 完全、 有条 件
研究能量属性及其转换规律的科学是热力学。从热 力学的角度看，能量是物质运动的量度，运动是物 质存在的形式，因此一切物质都有能量。只要物质 运动状态一定，物质拥有的能量就一定. 尽管物质的运动多种多样，但就其形态而沦只有有 序(有规则)运动和无序(无规则)运动两类。人们常将 量度有序运动的能量称为有序能，量度无序运动的 能量称为无序能。显然，一切宏观整体运动的能量 和大量电子定向运动的电能都是有序能；而物质内 部分子杂乱无章的热运动则是无序能。大量事实证 明，有序能可以完全地、无条件地转换为无序能； 相反的转换却是有条件的、不完全的。
【电化学】第五章 电化学能量转换和储存
2Na+5S=Na2S5
(初期)
2Na+4Na2S5=5Na2S4 (中、后期)
2Na+Na2S4=2Na2S2 (后期，Na2S5耗尽后)
二、固体电解质电池
与溶液型电解质电池相比，其特点是贮存寿命长，使用 温度范围广，耐振动及冲击，没有泄漏电解液或产生气体 等问题，能制成薄膜，做成各种形状和微型化。但是固体 电解质的电导率低于液态电解质溶液，常温时电他的比功 率和比能量较低，容易出现极化，不易适应工作时体积变 化
第三节 蓄 电 池
一、铅酸蓄电池
1、 铅酸蓄电池分类、结构和工作原理
铅酸蓄电池分类
启动用蓄电池
固定型蓄电池
牵引用蓄电池
摩托车用蓄电池
按用途分
船舶用蓄电池
航空用蓄电池
坦克用蓄电池
铁路客车用蓄电池
航标用蓄电他
矿灯用蓄电池等
三.锌汞电池和锌银电池
1.锌汞电池
Zn(含少量Hg)｜30-40%KOH(ZnO饱和)｜HgO，Hg 负极反应 Zn+4OH- = Zn(OH)42-+ 2e
（6）自放电
第三节 蓄 电 池
3、密封式铅酸电池 使电池达到气密有三个途径：
（1）气相催化法 （2）辅助电极式 （3）阴极吸收式
二、镉镍蓄电池 碱性蓄电池是使用KOH或NaOH电解液的二次电池的
总称。包括镉镍、镉银、锌银、锌镍、氢镍等蓄电池 镉镍电池的优点：①对进行高率放电；②低温特性好；
③循环寿命长；④即使完全放电，性能也不怎么下降； ⑤易于维护；⑥易于密闭化。缺点主要是电压较低
三、电池的命名和型号 自学！！
第二节 用锌作负极的电池
一、锌锰干电池 锌－二氧化锰电池常称锌锰十电池，正极为二氧
推荐精品小学科学苏教版六年级下册《2.能量的转换》优质公开课教案2
《能量的转换》教案教学目标：1、能够学会用模式图卡通图等方法来解释能量的转换过程能制作一个简单的能量转换玩具。
2、知道能量转换是一种形式的能量转换成另一种或几种形式的能量知道能量的具体转换过程。
3、愿意与同学进行交流学习在交流中取长补短。
4、体会到能量转换和我们生活之间的紧密关系乐于用所学知识来改善我们的生活教学过程。
教学重点：实验探究能量如何转换。
教学准备：教师：火柴、细铁丝、花生米、凉水、不锈钢汤勺、软木塞、温度计学生：大扣子，长一米左右的线绳教学过程：实验分析，导入新课：师：同学们上节课我们学习了各种各样的能量，今天我们继续学习能量的相关知识。
首先让我们回忆一下上节课我们学习的能量有哪些。
生：回答师：观察教室内灯管和电扇，（师开关灯管、电扇）是什么能量让灯管亮起来、让电扇转起来？师：同学们回答得很对。
是电能让灯管发光、发热，让电扇转动。
我们就说电能变成了光能、热能、动能。
师：这种从一种形式的能量转换成另一种形式的能量，就是能量的重要特征之一—能量转换。
板书：能量转换师生互动学新课认识能量的转换师：生活中有很多能量转换的例子。
请同学们自己搓搓手，大家有什么样的感觉。
生：回答自己的感觉。
师：正如同学们所说，在搓手的时候，我们会感到手里慢慢有点热，还听到摩擦的声音。
师：同学们再搓一下，感觉一下。
师：这是为什么呢？这是我们体内的化学能转换变成了热能、声能。
板书：搓手、化学能→热能、声能师：同学们家里都有电视机吧。
我们在打开电视机的开关时，电视就会出现怎样的情况？生：屏幕上有图像，听到声音。
师：这是什么形式的能转换成什么形式的能呢？小组讨论后生：回答。
师：刚才同学们讨论的很积极，回答的也不错。
打开电视机，电能转换成了光能和声能。
板书：打开电视机：电能→光能、声能师：能量转换在生活中还有很多。
每个小组的同学把你知道的给大家介绍一下。
生回答。
小组轮流说几个，教师给予判定。
实验探究：能量是如何转换的师：通过刚才的交流讨论，我们知道了生活中很多由一种能量转换成另一种能量的例子。
能量转换与储存课程教学大纲
课程教学大纲（course syllabus） 1. 掌握各种能量直接转化和储存的基本规律，并能在具体的工程实践中得到应用。 （A5.1） 2. 掌握能量转换和储存的基本单元，了解在各种技术领域中实际应用的有效改善途径 和方法。 （A5.1） 3. 能运用常规的电化学研究方法，如电位扫描技术，控制电位技术，控制电流技术等， 研究和测量各种电化学储存和转换装置的性能。 （A5.2） 4. 初步具有从实际问题抽象为科学理论，并运用科学理论分析解决实际问题能力。 （B2） 5. 强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。 （A5.1, A5.2, C2） 教学内容 1. 能量的高效清洁转化与 储存 (1)能量的定义和本质， (2)能量空间的性质， (3)能量转化与储存的特点。 讨论： 能源利用的方法和手 段 2. 电化学制氢方法 (1)电解工程中的若干概念 及基本计算： 电解工程的 技术经济指标， 电解过程的 经济优化，物料，能量，电 压衡算。 (2)电催化的类型及一般原 理，影响电催化性能的因 素，评价电催化性能的方 法，氢气析出的电催化 讨论： 氢能经济时代对人类 生活的影响 3. 各种电化学储能电池 3.1 高性能锂离子电池 (1)化学电源的组成和表示 方法，分类，工作原理，电 池的电动势和电极电势， 化 学电源的性能。 (2)电池活性材料， 固体氧化 学 时 教学方式 作业及要求 基本要 求 考查方 式
课程代码coursecodepo429学时credithours48学分credits30课程名称coursename中文能量转换与储存英文energyconversionstorage课程性质coursetype专业选修课授课对象audience新能源科学与工程专业本科生授课语言languageinstruction中文开课院系school机械与动力学院先修课程prerequisite大学化学授课教师instructor课程网址coursewebpage课程简介description能量转换与储存是应用各种物理化学方法及工程手段实现能量高效清洁转换与储存的技术
充放电过程的能量转化
充放电过程的能量转化充放电过程的能量转化1. 引言能量转化是我们日常生活中非常重要的一个过程，而充放电过程则是能量转化应用的重要方面之一。
在现代科技的发展中，我们常常会接触到各种充放电设备，如电池、电动车、手机等，在使用过程中，我们可以明显感受到电能的转化和能量的变化。
本文将深入探讨充放电过程的能量转化原理及其应用。
2. 充电过程2.1 能量的输入和储存充电过程中，能量从外部源头输入到电池或其他储能设备中。
通常情况下，我们会通过电源或者其他能量转化装置将电能输入到电池中，电池充电时会将外部电能转化为化学能存储起来。
通过这种方式，我们可以将电能转化为储存形式的能量。
2.2 化学反应的发生在电池内部，充电过程通过化学反应来实现。
典型的电池系统由两个电极（阳极和阴极）以及介质（电解质）组成。
当电池充电时，外部施加的电压将导致阳极和阴极之间的化学反应发生，从而促使电池内部的能量转化。
充电过程中，化学反应使电池内部的化学物质发生结构变化，从而引发能量储存。
2.3 能量转化的损耗在充电过程中，能量转化并不是百分之百的高效转化，存在一定的能量损耗。
这部分能量损耗主要来自于电池内部的电阻和热量的损失。
电流在通过电池内部的过程中，会受到电池内部电阻的限制，从而产生能量的转化损耗。
化学反应过程中也会产生热量，导致能量的损耗。
在充电过程中，我们需要注意如何降低能量转化的损耗以提高能量的利用效率。
3. 放电过程3.1 能量的释放放电过程是充放电系统的另一个重要方面。
在放电过程中，储存的能量被释放出来，转化为其他形式的能量，如电能、机械能或热能等。
当我们使用电池或电源供电的设备时，就是通过放电过程来实现能量的转化与释放。
3.2 化学反应的逆向进行与充电过程类似，放电过程中也伴随着化学反应的进行。
当我们使用电池供电时，化学反应逆向进行，从而将化学能转化为电能或其他形式的能量。
电池内部的化学物质发生变化，释放储存在其中的能量，从而提供给外部设备使用。
太阳能制氢的能量转换、储存及利用系统
目录分析
该部分详细介绍了太阳能制氢的技术原理，包括光电化学制氢、光热化学制 氢和光生物制氢等主要技术。还深入探讨了各种技术的优缺点、应用领域和发展 趋势。
目录分析
该部分主要介绍了太阳能制氢过程中所需的能量转换技术，包括热能转换、 电能转换和化学能转换等。这些技术将太阳能转化为氢能，为氢能的产生提供了 必要的能源基础。
阅读感受
阅读感受
《太阳能制氢的能量转换、储存及利用系统》是一本关于新能源技术的书籍， 作者通过深入浅出的方式，将复杂的科学原理与实际应用相结合，使读者能够更 好地理解太阳能制氢技术的奥秘。
阅读感受
这本书的主要内容是关于太阳能制氢的整个流程，包括太阳能的收集、转化、 储存和利用。书中详细介绍了太阳能制氢的原理、工艺流程、设备以及相关的技 术发展。作者也讨论了太阳能制氢技术的经济性、环境影响以及未来的发展趋势。
本书介绍了太阳能制氢的储存和利用系统。储存系统包括氢气压缩储存、液态氢气储存、固态氢 气储存等，而利用系统则包括燃料电池、氢气发动机、氢气液化等。本书详细介绍了这些系统的 基本原理、设备选型和应用领域等方面的内容。
内容摘要
本书讨论了太阳能制氢技术的未来发展趋势和应用前景。随着太阳能制氢技术的不断发展，其应 用领域也越来越多，包括能源供应、能源储存、能源转换等方面。随着环保意识的不断提高，太 阳能制氢技术也将越来越受到重视。本书详细介绍了这些应用领域的基本原理和发展趋势等方面 的内容。 《太阳能制氢的能量转换、储存及利用系统》是一本关于太阳能制氢技术的书籍，具有很高的参 考价值和使用价值。该书籍不仅详细介绍了太阳能制氢技术的基本原理和应用领域，还详细介绍 了太阳能制氢技术的未来发展趋势和应用前景。
目录分析
该部分主要介绍了氢能的储存技术，包括压缩氢气储存、液态氢气储存和固 态氢气储存等。还讨论了各种储存技术的优缺点、应用领域和发展趋势。
磁场中的能量存储与能量转换
磁场在能源储存中的应用
电能存储
利用磁场储存电能 平衡能源供需
可再生能源
提高能源利用效率 减少能源浪费
环境影响
减少污染排放 保护生态环境
未来发展方向
新材料应用
提高效率
可再生能源 整合
减少环境影响
电动车辆应 用
推动新能源行业 发展
智能控制技 术
提升性能
创新技术应用
磁悬浮技术
提高效率
磁能发电技 术
可再生能源
超导磁体应 用
高能物理实验
磁共振成像
医疗应用
对环境与能源的影响
01 减少化石燃料使用
降低二氧化碳排放
02 提高能源利用效率
磁场能量转换技术已 经在电动车、风力发 电等领域得到广泛应 用，不断提高能源利 用效率，推动可持续 能源发展。磁场能量 转换的研究和应用将 为未来能源转换和可 再生能源发展提供重 要支持。
● 04
第4章 磁场中的能量损耗与 补偿
磁场中的能量损 耗来源
磁场能量在转换过程 中会存在摩擦、磁滞 等损耗。这些能量损 失会影响设备的效率 和性能，需要采取措 施来减小这种损耗。
节约资源
03 推动可持续发展
保护生态环境
磁场能量转换在可持续发展中的角色
环保效益
减少能源浪费 降低污染排放
经济效益
节约能源成本 促进新能源产业发展
社会效益
提高能源利用效率 改善人民生活质量
感谢
感谢各位听众的聆听和关注，希望本次分享对您 有所启发和帮助。谢谢！
能量的转换和储存共191页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
能源科学导论第二章能量的转换与储存
❖ 物质的能量主要取决于物质的状态，是状态 参数，只要物质运动状态一定，物质拥有的 能量就一定。
任何处于平衡态的热力学系统都有一个状态参数U（内 能）。系统从一个平衡态变化到另一个平衡态时，内能 等于系统吸收的热量和系统对外做功之和。
能量转换中的两个重要方面：量质的 的多高少 低
第二部分 能量转换与储存
❖ 第一节 能量转换的基本原理 ❖ 第二节 化学能转换为热能 ❖ 第三节 热能转换为机械能和电能 ❖ 第四节 能量的传输 ❖ 第五节 能量的储存
第一节 能量转换的基本原理
❖ 概述
❖ 从热力学的角度看，能量是物质运动的度量， 运动是物质的存在的方式，因此一切物质都 有能量。
❖ 此外汽轮机还用来驱动大型鼓风机、水 泵和气体压缩机，也用作舰船的动力。
汽轮机发电过程
汽轮机示意图
燃气轮机
❖ 燃汽轮机和蒸汽轮机最大的不同是，它 不是以水蒸气作工质而是以气体作工质。 燃料燃烧时所产生的高温气体直接推动 燃汽轮机的叶轮对外做功，因此以燃汽 轮机作为热机的火力发电厂不需要锅炉。
❖ 历史上最著名的第一类永动机 是法国人亨内考在十三世纪提 出的“魔轮”，魔轮通过安放 在转轮上一系列可动的悬臂实 现永动，向下行方向的悬臂在 重力作用下会向下落下，远离 转轮中心，使得下行方向力矩 加大，而上行方向的悬臂在重 力作用下靠近转轮中心，力矩 减小，力矩的不平衡驱动魔轮 的转动。十五世纪，著名学者 达芬奇也曾经设计了一个相同 原理的类似装置，1667年曾有 人将达芬奇的设计付诸实践， 制造了一部直径5米的庞大机 械，但是这些装置经过试验均 以失败告终。
❖ 它包括三个主要部件：压气机、燃烧室 和燃气轮机。
compressor Combustion chamber
第二次课：能量的转换和储存
光（激光） 热能 热能
聚变
转换机械或系统
核发电，磁流体发电 核能炼钢 热力发电，热电子发电 光电池
核聚变发电
热能的产生
热能的产生
燃料燃烧 核能转换 太阳能转换 地热 电能转换
有关燃烧的知识
燃料燃烧的必要条件 燃烧所需的空气量 燃烧产生的烟气量
燃烧设备
煤
的
燃
烧室 层燃 燃（ （粉 层状 状
燃 燃
我国抽水蓄能电站开发现状
从上世纪80年代开始起步，到目前为止
我国已在9个省、区、市建成11座抽水 蓄能电站，装机容量约为570万kW，占 全国装机容量的1.8％。2002
大型电站
广州电站，装机容量240万kW 浙江天荒坪电站，装机容量180万kW 北京十三陵电站，装机容量80万kW 河北潘家口电站，装机容量27万kW
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
石油、煤 炭、天然 气等矿物 燃料
化学能 热能 化学能 热能 机械能 化学能 热能 机械能 电能
氢和酒精 等二次能 源
化学能 电能 化学能 电能
热能
转换机械或系统
炉子、燃烧器 各种热力发动机 热机、发电机，磁流体 发电，EGD发电（压电 效应）
热力发电，热电子发电 燃料电池
电化学
电池 燃料电池
燃料电池是一种将 氢和氧的化学能通过 电极反应直接转换成 电能的装置。
用于电动自行车的金属储氢装置
光电转换
光伏 效应
能量的储存
能量的储存
在机械能、热能、化学能、 辐射能、核能等六种主要类 型的能量中，除辐射能外， 都能储存在一些普通种类的 能量形式中。
主要指标
储能密度 储存过程的能量损耗 储存装置的经济性 储能和取能的速率 寿命（重复使用的次数） 对环境的影响
能量的转换教学设计
《能量的转换》教学设计肥西县柿树岗乡中心学校解农一、教材分析《能量的转换》是苏教版《科学》六年级下册第五单元《神奇的能量》的第二课，在本单元中起到承上启下的作用。
通过第一课《各种各样的能量》的学习，学生对能量及能量形式有了初步的了解后，本课将进一步引领学生探究各种形式的能量之间是如何转换的，为第三课《能源》第四课《节约能源与开发新能源》建构坚实的科学知识基础。
二、学习目标知识与技能目标：1. 认识不同形式的能量可以相互转化。
2. 能针对具体情境，说出什么形式的能转换成了什么形式的能。
3. 能制作一个简单的能量转换玩具。
能力培养目标：1. 通过实验活动和制作玩具活动，培养学生实验、制作、观察、分析、归纳能力。
2. 通过各种讨论、交流活动、培养学生的分析与交流表达能力。
情感态度价值目标：1. 乐于合作，逐步培养学生的科学素养。
2. 体会到能量转换和我们生活之间的紧密关系，培养学生关心新事物的精神。
三、教学重难点：重点：知道一种形式的能量可以转换成另一种形式的能量。
难点：理解各种形式能量之间是如何转换的。
四、教学方法：讲述法、实验法、小组合作等。
五、教学准备装有凉水的烧杯、温度计、铁架台、石棉网、打火机、细铁丝、花生米。
六、教学过程：（一）体验活动导课，激发兴趣：1.谈话：同学们，今天老师带来了一个谜语，让我们一起猜一猜。
(出课件)2.花生很好吃，我们一起尝尝，好吃就要多吃点，老师今天展示的是花生的另一个功能。
下面我来展示他的另一个功能。
【设计意图：六年级学生对能量转换基本没有科学的清晰的认识，教学时通过身边的生活实例搓手活动、开灯体验帮助学生弄清能量的转换是怎么回事，引导学生认识能量可以转换，能量的转换与我们的生活非常贴近，从而激发他们进一步研究的兴趣。
】（二）探究新课：能量如何转换1. 通过教师演示实验感受能量转换（1）师点燃花生米，问:你发现什么能量？(光能和热能)（2）请生说说通过什么发现的光能。
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能量转换过程及转换设备或系统
能源
核能
能源形态转换过程
核分裂 核分裂 核分裂 核分裂 核聚变
热能 机械能 热能 热能 电能 电磁能 电能 热能 机械能
电能 电能
电能 电能
能量的储存
机械能储存 电能储存 热能储存
机械能的储存
机械能能以动能或势能的形式储存 以动能储存：旋转飞轮 以势能储存：弹簧、扭力杆、 重力装置、压缩空气储能、 抽水储能
压缩空气储能
压缩空气是工业中常用的气源，除了吹 灰、清砂外，还是风动工具和气动控制 系统的动力源。
抽水储能电站
纯抽水蓄能电站 混合式抽水蓄能电站
热能储存方法
显热储存 潜热储存 化学能储存 地下含水层储热
热能
潜热储存
利用蓄热材料发生相变而储热
固体－液体相变蓄热 液体－汽体相变蓄热（蒸汽蓄热器）
地下含水层储热
解决采暖和空调的季节性负荷问题的重 要途径之一。
利用地下岩层的空隙、裂隙、溶洞等储 水构造以及地下水在含水层中流速慢和 水温变化小的特点，用管井回灌的方法， 把冬季大气环境中太丰富的“冷”和夏 季不要钱的“热”储存在含水层中，在 冷、热不是同时需要的场所实现供冷、 供热。
光（激光） 热能 热能
聚变Βιβλιοθήκη 转换机械或系统核发电，磁流体发电 核能炼钢 热力发电，热电子发电 光电池
核聚变发电
热能的产生
热能的产生
燃料燃烧 核能转换 太阳能转换 地热 电能转换
有关燃烧的知识
燃料燃烧的必要条件 燃烧所需的空气量 燃烧产生的烟气量
燃烧设备
煤
的
燃
烧室 层燃 燃（ （粉 层状 状
燃 燃
能量贬值原理
一个封闭系统中的任何自发 性变化，都必然朝着能量贬值 （熵增）的方向发展，而最后 的平衡状态，则对应于熵的最 大可能值。
热力学第二定律
克劳修斯说法：“不可能把热量从低温 物体传到高温物体而不引起其它变化。”
开尔文说法：“不可能从单一热源吸取 热量使之完全转变成功而不产生其它影 响。”
第二类永动机的例子
用于电动自行车的金属储氢装置
光电转换
光伏 效应
能量的储存
能量的储存
在机械能、热能、化学能、 辐射能、核能等六种主要类 型的能量中，除辐射能外， 都能储存在一些普通种类的 能量形式中。
主要指标
储能密度 储存过程的能量损耗 储存装置的经济性 储能和取能的速率 寿命（重复使用的次数） 对环境的影响
蓄电池
利用电化学原理
化 学 能 放 电 ： 化 学 能放热的 化学反 应
蓄电池
起动 用
铅 碱
酸 性
蓄 蓄
电 电
池固 牵定 引型 车 辆
其 它 用
镉— 镍
池铁 锌
— —
镍 镍
用
镉 — 银
蓄电池由正 极、负极、 电解液、隔 膜和容器等 5部分组成。
静电场
电能可用静电场的形式储存在电容器中。 在直流电路中，广泛用作储能装置。 在交流电路中，用于提高电力系统或负 荷的功率因素。 储能电容器广泛应用于高电压技术、高 能核物理、激光技术、地震勘探等方面。
能量的转换和储存
主要内容
能量的基本性质 能量转换的主要燃料 热能的产生 机械能的获取 电能的生产 能量的储存
能量的基本性质
能量的基本性质
运
动无 有
序 序
有 序 能 无 序 能
不 完全、 有条 件
能量之间的转换
“量”的多少 能量守恒与转换定律 “质”的高低 能量贬值原理
能量守恒与转换定律
自然界一切物体都具有能量，能量有 各种不同形式，它能从一种形式转化 为另一种形式，从一个物体传递给另 一个物体，在转化和传递中能量的总 量恒定不变。
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
水力、风 机械能 力、潮汐、 机械能 海流、波 浪
机械能 机械能
电能
太阳能
光能 热能 光能 热能 机械能 电能 光能 热能 电能 光能 电能 光能 化学能 光能 生物能 电磁波 电能
转换机械或系统
水车、风车。水轮机—— 发电机，波力发电、风力 发电、潮汐发电、海流发电
烧 烧
） ）
燃
烧
方
式油
的
燃
烧内 外燃 燃
气
体
燃
料
的
燃
烧燃 容
器 烧
内 器
燃 燃
烧 烧
燃烧设备
锅炉 工业炉窑
化学能 热能
机械能的获取
机械能的获取
机械能 化学能
热机转换
热机效率
内燃机
——往复运动热机
燃气轮机
燃
——外燃式热机
料
蒸汽轮机
——将蒸汽热能转换为
机械功的热机
空气
燃烧室
发电机 废气
电机转换
感应电场
电能还可以储存在由电流通过电磁铁这 类大型感应器而建立的磁场中。 利用感应电场储存电能不常用，因为它 需要一个电流流经绕组去保持感应磁场。
热能的储存
热能储存是把一个时期内暂时不需要的 多余热量通过某种方式收集并储存起来， 等到需要时再提取使用。
储存时间
随时储存，以小时或更短的时间为周期， 随时调整热能供需之间的不平衡； 短期储存，以天或周为储热周期，维持 一天（或一周）的热能供需平衡； 长期储存，以季节或年为储存周期，调 节季节（或年）的热量供需关系。
中型电站
江苏 浙江 安徽 湖北 西藏
将建电站
山东泰安电站，装机容量100万kW 浙江桐柏电站，装机容量120万kW 山西西龙池电站，装机容量120万kW 江苏宜兴电站，装机容量100万kW 河北张河湾电站，装机容量100万kW 安徽琅琊山电站，装机容量60万kW
电能的储存
以机械能的形式储存 以化学能的形式储存 于蓄电池中 以电能的形式储存在 静电场和感应电场中
我国抽水蓄能电站开发现状
从上世纪80年代开始起步，到目前为止 我国已在9个省、区、市建成11座抽水蓄
能电站，装机容量约为570万kW，占全 国装机容量的1.8％。
大型电站
广州电站，装机容量240万kW 浙江天荒坪电站，装机容量180万kW 北京十三陵电站，装机容量80万kW 河北潘家口电站，装机容量27万kW
地下含水层储能
含水层储热——夏灌冬用 含水层储冷——冬灌夏用
必须具备灌得进、存得住、保温好、抽 得出等条件。 回灌水源：地表水、地下水、工业排放 水。
用途
广泛用于纺织、化工、制药、食品等工 业部门，也用于影剧院和宾馆等建筑物 的夏季降温空调、冷却和洗涤用水，冬 季采暖及锅炉房供水等。
交 流 电 动 机同异步步电电动动机机
串 励 式 直 流 电 动 机并 励 式
复 励 式
电能的生产
电能的生产
化学能
辐
射
能
电
能
磁流体发电、热电偶差温
机电转换
电动机 发电机
热电转换
磁流体发电 热电偶温差发电 热电子发电
电化学
电池 燃料电池
燃料电池是一种将 氢和氧的化学能通过 电极反应直接转换成 电能的装置。
以海洋为热源，海洋共有6.88×1020t的 海水，如果海水的温度下降1℃，可放 出2.88×1024KJ的热量，约合 9.8×1016t标准煤，相当于目前全世界 每年能耗的10万倍。
能量转换的主要燃料
能量转换的主要燃料
燃料通常是指能够通过燃烧过程而将化
学能转换为热能的物质。 所有化石燃料及由化石燃料加工而成的 其它含能体； 所有生物燃料以及由生物燃料加工而成 的含能体。
能量转换过程及转换设备或系统
能源 能源形态转换过程
石油、煤 炭、天然 气等矿物 燃料
化学能 热能 化学能 热能 机械能 化学能 热能 机械能 电能
氢和酒精 等二次能 源
化学能 电能 化学能 电能
热能
转换机械或系统
炉子、燃烧器 各种热力发动机 热机、发电机，磁流体 发电，EGD发电（压电 效应）
热力发电，热电子发电 燃料电池